Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre

Wenn es den Treibhauseffekt nicht gäbe, wäre die Erde ein sehr unwirtlicher Planet. Die durchschnittliche Temperatur an der Erdoberfläche läge weit unter dem Gefrierpunkt. Dass es nicht so ist, verdanken wir den sogenannten Treibhausgasen, die in der Lufthülle um die Erde enthalten sind, darunter vor allem Wasserdampf, Kohlendioxid (CO₂), Methan (CH₄) und Lachgas (N₂O). Sie verhindern, dass die auf die Erde treffende Sonnenenergie wieder vollständig in den Weltraum abgestrahlt wird und halten einen Teil davon als Wärmeenergie in der Atmosphäre fest. Die durchschnittliche Oberflächentemperatur steigt dadurch auf rund 14° Celsius. So weit die natürliche Ausgangslage.

Diese hat sich in den letzten 200 Jahren allerdings dramatisch verändert. Seit Beginn der Industrialisierung ist die Konzentration der Treibhausgase in der Atmosphäre kontinuierlich gestiegen – mit der Folge einer stärkeren Erderwärmung und eines immer deutlicher spürbaren Klimawandels. Diese Veränderung ist überwiegend menschengemacht: Durch die Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas, die zuvor lange in der Erde gespeichert waren, erhöht sich die Konzentration von Kohlendioxid. Die intensive betriebene Agrarwirtschaft, insbesondere die Viehhaltung, und die Freisetzung von Erdgas lässt den Gehalt an Methan in der Atmosphäre steigen. Gleichzeitig führt das Abholzen von Wäldern dazu, dass weniger Kohlendioxid durch Bäume aus der Luft absorbiert wird.

Die Station Mauna Loa auf Hawaii verfügt über Messwerte der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre seit 1958. Mit ihren saisonalen Schwankungen sind diese Ergebnisse aussagekräftig für die nördliche Erdhalbkugel. Zu Beginn der Messreihe lag die jahresdurchschnittliche CO₂-Konzentration bei etwa 315 ppm (ppm = parts per million: Teilchen je 1 Million Luftmoleküle). Schon dieser Wert lag weit höher als vor Beginn der Industrialisierung. Ende des 18. Jahrhunderts und in einem Zeitraum von rund 12 000 Jahren zuvor schwankte der CO₂-Gehalt der Luft um 280 ppm. Geht man noch weiter zurück, so lässt sich sagen, dass die CO2-Konzentration zumindest in den letzten 800 000 Jahren vor dem industriellen Zeitalter nie über 300 ppm hinausging. Für das Jahr 2020 wird nun ein Durchschnittswert von 412 ppm angenommen. Innerhalb der letzten zwei Jahrhunderte ist die atmosphärische CO₂-Konzentration damit um fast 50 % angestiegen. Die gesamte Treibhausgas-Konzentration liegt sogar bei rund 500 ppm Kohlenstoff-Äquivalenten. Sie müsste bis Ende des Jahrhunderts aber auf 450 ppm verringert werden, wenn die Erwärmung der Erdatmosphäre auf weniger als 2 Grad begrenzt werden soll.